大多數智能手機的相機島都比機身的其他部分厚。然而，即使算上額外的凸起，它們也更薄，并且拍攝的照片和視頻看起來比幾年前的同行更好。
 
在移動攝影的最初幾年，甚至需要更厚的設備：還記得 2000 年代的傻瓜相機嗎？如今，所有東西都裝在半英寸薄（有時甚至更?。┑脑O備中。堆疊圖像傳感器使這一切成為可能。
   

了解數碼攝影

 
模擬相機和數碼相機的區別在于，前者使用感光材料制成的膠片來記錄圖片，而后者則具有電子傳感器。在該傳感器中，每個像素（形成數字圖像的各個點）都是由傳感器的一小部分（照片中的每個像素一個）捕獲的照明信息。
 
數碼相機傳感器有兩種類型：CCD（電荷耦合器件的縮寫）和 CMOS（互補金屬氧化物半導體）。所有現代智能手機攝像頭都使用后者，所以這就是我們將在下面解釋的技術。
 
CMOS 傳感器由幾個元件組成。光電二極管是最重要的：它在接收光時會產生電信號。該信號由光電二極管旁邊的晶體管存儲，光電二極管將信號轉換為數字信息并將其發送到電子電路。
 
該電路負責解釋該數據并將其與數十億其他像素一起傳遞到創建最終圖像的圖像信號處理器 (ISP)。
 

手機相機的早期發展

 
直到 2008 年，CMOS 傳感器都存在一個嚴重的問題：將像素信息發送到 ISP 所需的布線在光電二極管和鏡頭之間通過，阻擋了部分光線。CCD 傳感器采用了相同的結構，它對光更敏感，但對于 CMOS 來說，這意味著照片更暗、噪音更大、更模糊。
 
這個問題可以通過一個簡單的想法解決：將光電二極管移動到電線上方，使其接收更多的光線，從而提高圖像質量。這稱為背面照明 (BSI) 傳感器，而不是之前的正面照明傳感器。
 
結合上下文來看，iPhone 4 是第一批使用此類傳感器的手機之一，它開啟了蘋果在智能手機攝影領域的聲譽。如今，幾乎所有智能手機攝像頭都使用 BSI 傳感器。
 

堆疊傳感器提高照片質量并減小尺寸

 
即使去掉了導線，CMOS 傳感器仍然有需要改進的地方。其中之一是負責處理晶體管信息的電路。它纏繞在光電二極管周圍。因此，到達每個像素的大約一半光線最終到達傳感器未捕獲任何光線的部分。
   
2012年，第一個堆疊式CMOS傳感器問世。電路不是纏繞在光電二極管周圍，而是放置在其下方。由于它（部分）取代了用于結構剛性的基材，因此沒有增加厚度。事實上，從那時起，索尼和其他采用該技術的制造商對堆疊工藝的改進導致了更薄的傳感器，從而使更薄的手機成為可能。
 

更多堆疊怎么樣？

 
通過將電路移至光電二極管下方，人們會認為頂層將僅由光捕獲部分占據，對吧？錯誤的。
 
還記得晶體管嗎？它位于光電二極管旁邊，占用了更寶貴的光捕獲空間。解決方案？更多堆疊！
 
工程師以前就這么做過。2017 年，索尼推出了一款在光電二極管和電路之間配備 RAM 的相機傳感器，可實現 960FPS 超慢動作視頻。問題是將相同的想法應用于現有傳感器的一部分。
 
現在，光電二極管終于位于傳感器的最頂部，而且只是光電二極管。這有效地使光電二極管可以捕獲的信號和晶體管可以存儲的信號加倍。
   
最直接的效果是每個像素必須處理的光信息加倍。而且，與攝影中的一切一樣，更多的光線意味著更詳細的照片。
 
然而，由于晶體管的容量也增加了一倍，因此它可以更好地將來自光電二極管的電信號轉換為數字信息。其可能的應用之一是減少圖像噪聲，進一步增強照片的外觀。
 

堆疊傳感器共創美好未來

 
雖然單堆疊傳感器（光電二極管和晶體管位于一層，其下方的電路）已經存在了一段時間，但雙層傳感器（每個部件一層）仍然有些新鮮。它們主要用于專業相機，第一款配備此類傳感器的手機是索尼 Xperia 1 V，于 2023 年 5 月發布。
 
這意味著該技術仍處于起步階段。除了迄今為止移動攝影領域取得的其他幾項改進之外，堆疊傳感器意味著智能手機相機正在走向更光明的未來，或者我們應該說是更明亮的照片？